一种Fe单原子催化剂Fe SA/CN及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种以氮掺杂多孔碳为基底的原子分散型催化剂及其制备方法，具体涉及采用混合金属前体盐一步热聚法制备Fe SA/CN，高效活化过氧单硫酸盐降解对硝基苯酚的应用。Fe单原子催化剂是以咪唑基金属有机骨架ZIF‑8为碳基前驱体载体锚定Fe组分，低沸点的锌在高于800℃蒸发，通过有机连接体的碳化原位还原Fe节点，成功地合成具有Fe‑N配位构型的Fe单原子/氮掺杂多孔碳（Fe SA/CN）催化剂。本发明专利技术合成的氮掺碳Fe单原子催化剂（Fe SA/CN）比表面积大，利于金属活性位点的充分暴露和催化底物的传质，有利于提高催化性能；制备过程简单，重现性好，催化效率高，且催化体系稳定性高，有利于大规模的推广，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源科学和催化科学领域，具体涉及一种fe单原子催化剂fe sa/cn及其制备方法与在降解对硝基苯酚中应用。

技术介绍

1、在酚类化合物中，对硝基苯酚是一种重要的化学物质，广泛用于生产农药、医药、炸药和染料。然而，对硝基苯酚是一种直接持久性影响人类健康水环境污染物，对硝基苯酚及其衍生物通常具有高毒性、致癌性和生物积累性，已被美国环境保护署列为优先污染物，其不断排放到水环境中，对人类生活环境以及土壤环境带来了极大的危害。

2、近年来，科研工作者研究了大量对硝基苯酚的去除方法，常见的处理方法包括物理法、生物处理法和化学法。物理处理法以及生物处理法操作成本高且周期长，难以实际应用。化学法广泛适用且用时较短，主要是催化剂和氧化剂共同构成的高级氧化技术，通过一定作用进行化学反应改变物质结构彻底去除持久性酚类污染物。其中较常用的是化学氧化法，即利用含金属催化剂催化氧化剂（h2o2，o2，ca2o2，na2o2，o3，pms等）产生so42-，-oh，o2-和1o2氧化对硝基苯酚的反应，而金属催化剂的性能是决定去除对硝基苯酚的关键。然而一些金属纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Fe单原子催化剂Fe SA/CN，其特征在于：所述Fe单原子催化剂是以咪唑基金属有机骨架ZIF-8为碳基前驱体载体锚定Fe组分，低沸点的锌在高于800 ℃蒸发，通过有机连接体的碳化原位还原Fe节点，成功地合成具有Fe-N配位构型的Fe单原子/氮掺杂多孔碳（FeSA/CN）催化剂。

2.权利要求1所述的Fe单原子催化剂Fe SA/CN的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的Fe单原子催化剂Fe SA/CN的制备方法，其特征在于：步骤1)中，2-甲基咪唑的用量为3.0~3.1 g，Zn(NO3)2·6H2O的用量为2.7 ~2.8 g，...

【技术特征摘要】

1.一种fe单原子催化剂fe sa/cn，其特征在于：所述fe单原子催化剂是以咪唑基金属有机骨架zif-8为碳基前驱体载体锚定fe组分，低沸点的锌在高于800 ℃蒸发，通过有机连接体的碳化原位还原fe节点，成功地合成具有fe-n配位构型的fe单原子/氮掺杂多孔碳（fesa/cn）催化剂。

2.权利要求1所述的fe单原子催化剂fe sa/cn的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的fe单原子催化剂fe sa/cn的制备方法，其特征在于：步骤1)中，2-甲基咪唑的用量为3.0~3.1 g，zn(no3)2·6h2o的用量为2.7 ~2.8 g，feso4·7h2o的用量为100~180 mg，a溶液中，甲醇用量为80~120 ml，超声时间为8~15 min，b溶液中，甲醇用量为80~120 ml，超声时间为8~15 min，a溶液、b溶液混合后搅拌时间为15~22 h。

4.根据权利要求1所述的fe单原子催化剂fe sa/cn的制备方法，其特征在于：步骤2)中，升温速率为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文华，李会强，王成立，庞新厂，何彦洁，史歌，张文杰，张俊乐，乔晓光，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：